发现一大块宇宙失踪物质

科学家们利用美国国家航空航天局的钱德拉X射线天文台和欧空局的XMM-Newton探测到了一个巨大的气体库，该气体库位于距离地球约4亿光年的星系壁状结构上。在这位艺术家的印象中，描绘了所谓的雕塑家墙的特写镜头。这一发现是迄今为止最有力的证据，证明附近宇宙中的“失踪物质”位于一个巨大的热扩散气体网中。

在距离地球约4亿光年的星系壁状结构中，发现了一个巨大的星系间气体库，这提供了迄今为止最有力的证据，证明附近宇宙中的“失踪物质”位于一个由热扩散气体组成的巨大网络中。

美国国家航空航天局钱德拉X射线天文台和欧空局XMM牛顿天文台的观测结果使天文学家能够检查缺失的物质，这与暗物质不同。失踪物质由重子组成，重子是质子和电子等粒子，构成了宇宙中可见物质的大部分质量。

对遥远的气体云和星系的各种测量提供了对宇宙只有几十亿年历史时存在的“正常物质”数量的良好估计。但是，对附近更古老的宇宙的研究发现，只有正常物质的一半，这是一个令人惊讶的缺陷。

那么，这种缺失的物质在附近的宇宙中位于哪里呢？最近的一项研究预测，缺失的物质主要存在于一股被称为暖热星系间介质（WHIM）的热扩散气体中。科学家们相信WHIM是由星系形成后留下的物质组成的，这些物质被从星系中吹出的元素富集。”

加州大学欧文分校的主要作者方涛涛说：“WHIMS的证据真的很难找到，因为这些东西非常分散，很容易被看穿。”“这与天文学中的许多领域不同，在天文学中，人们会通过模糊的物质向西看。”

为了定位WHIM，研究人员检查了一个快速生长的超大质量黑洞的X射线观测结果，该黑洞被称为活动星系核（AGN）。AGN位于大约20亿光年外，当它向内吸入物质时，会产生大量的X射线。

沿着这个AGN的视线，在大约400光年外，是所谓的雕塑家墙。“墙”是一个巨大的漫射结构，横跨数千万光年，包含数千个星系。

如果科学家们的理论模拟是正确的，断层墙也可能包含大量的WHIM。当AGN穿过星系间空间到达地球时，壁上的WHIM应该会吸收一些来自AGN的X射线。

方和他的同事清楚地探测到了WHIM中氧原子对X射线的吸收。吸收特性与雕塑家墙的距离以及WHIM的预测温度和密度一致。

这项研究的结果让科学家们相信，WHIM也可以位于其他大型结构中。

之前声称的对WHIM热成分的探测一直存在争议，因为它们只使用了一台X射线望远镜，因此大多数结果的统计意义受到质疑。

同样来自加州大学欧文分校的合著者David Buote说：“用两个不同的望远镜对WHIM进行良好的检测真的是一件大事。”“这给了我们很大的信心，我们真的找到了这件失踪的东西。”

这项新研究还消除了先前说法中的另一个不确定性：由于雕塑家墙的距离是已知的，吸收检测的统计意义大大增强了以往的“盲”搜索。

之前的这些搜索试图通过观察天空中随机方向的明亮AGN来找到WHIM，希望它们的视线能与之前未发现的大型结构相交。

过去，由于WHIM结构的密度极低，很难对其进行确认检测。通过观测和模拟，科学家们计算出WHIM的密度相当于每立方米只有6个质子。相比之下，星际介质是我们银河系中恒星之间的扩散气体，通常每立方米有大约100万个氢原子。

方说：“WHIM的证据甚至比暗物质的证据更难找到，暗物质是不可见的，但由于其对恒星和星系的引力作用，可以被探测到。”

这项研究的结果发表在5月10日的《天体物理杂志》上。